فرآیند ساخت و تولید بخش اول
- فرآیند ساخت : ایده اصلی
ایده اصلی ساخت یا تولید ، ایجاد (یا تولید) چیزی است که شکل مفیدی داشته باشد . این شکل در بیشتر مواقع از پیش طراحی و محاسبه شده است و دارای یک هندسه فیزیکی مشخص است .معمولا این هندسه برای مورد قبول واقع شدن بایستی تلرانس های مشخصی داشته باشد .
یک تلرانس دقت هندسی که باید در طی فرآیند ساخت به آن دست یابیم را مشخص می کند .تنگی تلرانس ها ، یا به عبارت دیگر محدوده مجاز تغییرات بین محصول تولید شده و محصول ایده آل ، تابعی از کاربرد خاص محصول است .
- اهداف و اصول اصلی برای تمام فرآیند ها
- در نظر گرفتن الزامات اجرایی (یعنی تلرانس ها ، استحکام ، وزن و …)
- در نظر گرفتن هزینه تولید
- توانایی تولید مجدد با کیفیت ثابت در طی تولید انبوه
- قطعات تولید شده بزرگ بایستی خواص ماده یکنواختی در کل قطعه داشته باشند
- ملاحظات اولیه برای یک فرآیند ساخت
زمانی که فرآیند ها و روشهای ساخت متفاوتی مد نظر است ، درک ارتباط بین فرآیند مورد استفاده و مشخصات محصول نهایی الزامی است . برای این کار مهم است بدانیم یک فرآیند مشخص چه شرایطی را برای ماده ایجاب می کند و چگونه مواد مختلف به شرایط متفاوت (مانند تنش و حرارت ) پاسخ می دهند.
- مواد ساخت و تولید
محصولات تولیدی از انواع مختلف مواد ساخته شده اند .همانند تلرانس هندسی ، ویژگی های ماده محصول نهایی از اهمیت بالایی برخوردار است .بنابراین کسانی که علاقمند به تولید هستند باید توجه زیادی به انتخاب مواد داشته باشند. امروزه تنوع مواد بسیار زیادی برای سازندگان وجود دارد . سازنده بایستی ویژگی های این مواد را با توجه به ویژگی های محصول نهایی مورد توجه قرار دهد . همزمان بایستی فرآیند ساخت را نیز مدنظر گیرد .
اگر چه ویژگی های یک ماده می تواند عالی باشد اما ممکن است امکان تغییر شکل آن از لحاظ کارایی یا اقتصادی بصورت مفید وجود نداشته باشد . همچنین ، از آنجا که ساختار میکروسکوپی مواد اغلب از طریق اعمال فرآیندهای مختلف تولید – با توجه به نوع فرآیند – تغییر می کند ، اعمال تغییر در تکنیک های ساخت می تواند منجر به تغییر در محصول نهایی گردد . بنابر این بایستی بازخورد دائمی بین فرآیند ساخت و مواد بهینه وجود داشته باشد .
- مفاهیم پایه
- انواع مواد
مواد را میتوان به سه گروه پایه تقسیم نمود
- فلزات
- سرامیک ها
- پلیمرها
ویژگی های فلزات ، سرامیک ها و پلیمر ها چیست ؟
فلزات : فلزات سخت و چکش خوار هستند (بدین مفهوم که شکل پذیری خوبی دارند) و تا حدودی مواد انعطاف پذیری به شمار می روند . این مواد محکم نیز هستند . ترکیب استحکام و انعطاف پذیری آنها در کاربردهای سازه ای بسیار مفید است . هنگامی که سطح فلزات پرداخت می گردد ، ظاهری براق پیدا می کنند هرچند این سطح براق معمولا با حضور آلودگی گریس و زنگ زدگی کدر می گردد .فلزات نور مرئی را از خود عبور نمی دهند . آنها رساناهای خوب الکتریسیته و حرارت هستند .
سرامیک ها : سرامیک ها خیلی سخت و محکم هستند ، اما فقدان انعطاف پذیری آنها را ترد میکند. سرامیک ها در مقابل حرارت های بالا و محیط های شیمیایی بسیار مقاومند . این مواد معمولا در محیط های خشن نسبت به فلزات و پلیمر ها مقاومت بیشتری از خود نشان می دهند . این مواد معمولا رساناهای خوب الکتریسیته و حرارت نیستند .
پلیمرها : پلیمر ها اغلب نرمند و به محکمی فلزات یا سرامیک ها نیستند . پلیمر ها می توانند بسیار انعطاف پذیر باشند . چگالی کم و رفتار چسبنده در دما های بالا پاره ای از ویژگی های این مواد است . پلیمرها میتوانند عایق الکتریسیته باشند .
فلزات ، سرامیک ها و پلیمرها از چه موادی ساخته شده اند ؟ یا بعبارت دیگر ، ریز ساختار اصلی فلزات ، سرامیک ها و پلیمرها چیست ؟
فلزات : یک فلز یا شامل یک عنصر خالص است (مانند آهن ) یا یک آلیاژ ، که ترکیبی از دو یا چند عنصر فلزی است ، (مانند مس – نیکل) . اتمهای یک فلز مشابه اتمهای سرامیک یا پلیمر توسط نیروهای الکتریکی کنار هم نگه داشته می شوند . پیوند الکتریکی در فلزات پیوند فلزی نامیده میشود . ساده ترین توضیح این نوع از نیرو های پیوندی شامل حضور یک هسته با یونهای مثبت (که در مدار ظرفیتی خود قرار ندارند ) که توسط دریایی از الکترونها (که در مدار ظرفیتی خود قرار دارند ) محصور شده است می باشد .
با وجود الکترونهایی که در این دریا حرکت می کنند و به هیچ اتم خاصی پیوند نخورده اند ، ویژگی های چکش خواری و رسانابودن فلزات شکل می گیرد . فرآیندهای تولید فلزات معمولا با ریخته گری آغاز می گردد .
شکل ۱
سرامیک ها : سرامیک ها ترکیبی بین عناصر فلزی و غیر فلزی هستند . پیوند های اتمی معمولا یونی هستند ، جایی که یک اتم (غیر فلز) ، الکترونهای اتم دیگر (فلز) را نگه میدارد . سپس غیر فلز بار منفی و فلز بار مثبت پیدا می کند . اختلاف بار باعث پیوند الکتریکی آنها به هم می شود . برخی مواقع نیروی بین آنها تا حدودی کوالانسی می شود . پیوند کوالانسی بدین معناست که الکترونها بصورت مشترک بین هر دو اتم قرار می گیرند و در این حالت نیز نیرو های الکتریکی بین دو اتم حاصل از وجود بار های مخالف است که آنها را در کنار هم نگه می دارد . برای ساده سازی چهار چوب یک ساختمان را تصور کنید . وجود این نیروها علت اصلی وجود خصوصیاتی مانند استحکام و پایین بودن انعطاف پذیری در سرامیک ها ست .
شکل ۲
پلیمر ها : پلیمرها اغلب شامل ترکیباتی آلی هستند و حاوی زنجیر های هیدروکربنی می باشند . زنجیره های کربن ، هیدروژن و اغلب سایر ترکیبات یا عناصر بصورت کوالانسی با یکدیگر پیوند می خورند .
شکل ۳
در شکل ۳a یک زنجیره ساده هیدرو کربنی دیده می شود ، که هر گروه از یک هیدروژن و کربن ، یک تکپاره نامیده می شود .در شکل ۱۳ عدد تکپاره دیده می شود ، خطوط نقطه چین نشان دهنده آن است که زنجیره ها بصورت نامحدود ادامه دارند .
زنجیره های پلیمری اغلب شامل میلیونها مجموعه تکپاره هستند . علامت [R] در قسمت b شکل ۳ نشان دهنده عنصر یا گروه مختلفی از عناصر است که میتواند موقعیت مشخصی از زنجیره را اشغال نماید .
علامت [X] هم در قسمت c شکل ۳ نشاند دهنده عنصر یا گروه مختلفی از عناصر است که می توانند در ابتدا یا انتهای زنجیره پلیمری قرار گیرند .
زنجیره ها خودشان از طریق نیروهای پیوندی ثانویه به یکدیگر وصل می شوند . برای ساده سازی ساختار یک پلیمر ، یک ظرف اسپاگتی را تصور نمایید .
شکل ۴
این شکل نشان دهنده یک پلیمر با ریزساختار تصادفی یا بی شکل است .
شکل ۵
شکل ۵ نمایش دهنده یک ریز ساختار پلیمری بسیار منظم یا بلورین است .
منبع : اینترنت
برگردان: ایران ملد
